(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
側面の一部を切り欠くように形成された凹部を有するとともに、前記側面よりも外側に突出しないように前記凹部に金型成形時の跡であるゲート跡を有する複数枚の樹脂レンズを重ねて構成されるレンズユニットにおいて、
隣り合うもの同士の前記ゲート跡の位置を光軸周りにずらして前記各樹脂レンズを重ね、前記凹部内に塗布した接着剤によって前記各樹脂レンズを相互に接着したことを特徴とするレンズユニット。
【請求項２】
隣り合う前記各樹脂レンズ同士の前記ゲート跡の光軸周りのずれ量が、略１８０度であることを特徴とする請求項１記載のレンズユニット。
【請求項３】
前記各樹脂レンズには、前面及び後面の外周付近に光軸と略直交する平面である環状の平面部が形成されており、
前記各樹脂レンズは、これらの各平面部同士を接触させて重ねられ、
前記凹部は、前記平面部の幅よりも浅く形成され、隣り合う前記樹脂レンズの前記平面部と接触することを特徴とする請求項１又は２記載のレンズユニット。
【請求項４】
前記各樹脂レンズは、円板状に形成され、
前記凹部は、円周面である前記側面を光軸と略平行な平面で切り欠いた形状に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のレンズユニット。
【請求項５】
前記ゲート跡は、前記凹部の幅よりも狭く、かつ前記側面よりも外側に突出しないように高さが調節された突起状に形成され、前記凹部の中央付近に配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のレンズユニット。
【請求項６】
側面の一部を切り欠くように形成された凹部を有するとともに、前記側面よりも外側に突出しないように前記凹部に金型成形時の跡であるゲート跡を有する複数枚の樹脂レンズを重ねて構成されるレンズユニットの製造方法において、
隣り合うもの同士の前記ゲート跡の位置を光軸周りにずらして前記各樹脂レンズを重ねる手順と、
前記凹部内に接着剤を塗布することによって前記各樹脂レンズを相互に接着する手順とを有することを特徴とするレンズユニットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数枚の樹脂レンズを重ねて構成されるレンズユニット、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチックなどの樹脂材料を用いたレンズ（以下、樹脂レンズと称す）が知られている。こうした樹脂レンズは、射出成形法などの金型成形により、高精度なものを比較的安価に製造することができる。このため、樹脂レンズは、プロジェクタなどの光学装置に広く用いられている。
【０００３】
光学装置では、複数枚の樹脂レンズを光軸方向に重ねて光学系を構成することが多い。この場合、各樹脂レンズは、それぞれ個々に鏡枠に接着され、鏡枠に一体に保持された状態で光学装置に取り付けられる。ところが、近年では、装置全体の小型化の要請にともなって樹脂レンズや鏡枠も小型化が進んでおり、鏡枠に十分な接着シロが設けられないなど、各樹脂レンズを個々に鏡枠に接着することが難しくなってきている。
【０００４】
こうした問題を解決するため、複数枚の樹脂レンズを光軸方向に重ねた状態で各樹脂レンズ同士を直に接着することにより、各樹脂レンズを一体化させたレンズユニットを構成することが、特許文献１などで提案されている。このようにレンズユニットを構成し、このレンズユニットを鏡枠に組み込むようにすれば、各樹脂レンズを個々に鏡枠に接着する必要がなくなるので、樹脂レンズや鏡枠を小型化し易くすることができる。
【０００５】
また、特許文献１では、各樹脂レンズを治具に組み込み、各樹脂レンズの位置決めを行った状態で、各樹脂レンズ同士が接触する側面の部分に接着剤を塗布することにより、各樹脂レンズ同士を接着するようにしている。こうすれば、各樹脂レンズの光軸合わせを治具に組み込むだけで簡単かつ適切に行うことができ、高精度なレンズユニットを効率良く製造することができる。
【０００６】
ところで、金型成形によって製造される樹脂レンズには、金型内の空洞部分に樹脂を注入するための注入口（ゲート）の跡（以下、ゲート跡と称す）が必ず生じる。このゲート跡が樹脂レンズの側面から突出した形状になっていると、レンズユニットを鏡枠に組み込む際に、このゲート跡が邪魔になってレンズユニットが鏡枠に入り難くなる。また、レンズユニットを鏡枠に組み込んだ際に、ゲート跡の部分が鏡枠に対して点接触になるため、これによってレンズユニットと鏡枠との間にガタツキが生じ、レンズユニットの光軸ズレの要因にもなってしまう。ゲート跡が側面と面一になるように、きれいに削り取ることも考えられるが、こうすると削り取る工程が増えるため、レンズユニットの生産性の低下や高額化を招いてしまう。
【０００７】
このため、樹脂レンズでは、いわゆるＤカットによって周囲よりも僅かに凹んだ凹部を側面に形成し、側面よりも外側に突出しないように突起状のゲート跡を凹部に形成することが行われている。こうすれば、鏡枠への組み込み時にゲート跡が邪魔になることがないし、ゲート跡の部分が鏡枠に対して点接触になることもない。さらには、ゲート跡をきれいに削り取る必要もないので、レンズユニットの生産性の低下や高額化を招くこともない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−９４２４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１のように、各樹脂レンズの側面に接着剤を塗布して各樹脂レンズを接着する方法には、硬化した接着剤が各樹脂レンズの側面から突出するように盛り上がり、ゲート跡の場合と同様に、この盛り上がった部分が鏡枠への組み込みの邪魔になったり、光軸ズレの要因になったりするという問題がある。接着剤を薄く塗布して盛り上がらないようにすることも考えられるが、これでは接着の強度が足らず、衝撃などで各樹脂レンズ同士の接着が簡単に剥がれてしまうことが懸念される。
【００１０】
また、各樹脂レンズは、外周付近に形成された面（いわゆるコバ面）同士を接触させて重ねられるのが一般的であり、この接触面に接着剤を塗布して各樹脂レンズを接着することも考えられる。しかしながら、接触面に接着剤を塗布する方法では、各樹脂レンズによって密閉される内側の空間に接着剤が食み出し、この食み出した接着剤がレンズユニットの光学特性に悪影響を与えてしまうことが懸念される。よって、接触面に接着剤を塗布する方法も、現実的ではない。
【００１１】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、複数枚の樹脂レンズを重ねて構成されるレンズユニットにおいて、各樹脂レンズ同士を接着するようにした際にも、各樹脂レンズの側面から接着剤が突出することを防ぎ、かつ十分な接着強度を得られるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明は、側面の一部を切り欠くように形成された凹部を有するとともに、前記側面よりも外側に突出しないように前記凹部に金型成形時の跡であるゲート跡を有する複数枚の樹脂レンズを重ねて構成されるレンズユニットにおいて、隣り合うもの同士の前記ゲート跡の位置を光軸周りにずらして前記各樹脂レンズを重ね、前記凹部内に塗布した接着剤によって前記各樹脂レンズを相互に接着したことを特徴とする。
【００１３】
隣り合う前記各樹脂レンズ同士の前記ゲート跡の光軸周りのずれ量は、略１８０度であることが好ましい。
【００１４】
前記各樹脂レンズには、前面及び後面の外周付近に光軸と略直交する平面である環状の平面部が形成されており、前記各樹脂レンズは、これらの各平面部同士を接触させて重ねられ、前記凹部は、前記平面部の幅よりも浅く形成され、隣り合う前記樹脂レンズの前記平面部と接触することが好ましい。
【００１５】
前記各樹脂レンズは、円板状に形成され、前記凹部は、円周面である前記側面を光軸と略平行な平面で切り欠いた形状に形成されていることが好ましい。
【００１６】
前記ゲート跡は、前記凹部の幅よりも狭く、かつ前記側面よりも外側に突出しないように高さが調節された突起状に形成され、前記凹部の中央付近に配置されていることが好ましい。
【００１７】
また、本発明は、側面の一部を切り欠くように形成された凹部を有するとともに、前記側面よりも外側に突出しないように前記凹部に金型成形時の跡であるゲート跡を有する複数枚の樹脂レンズを重ねて構成されるレンズユニットの製造方法において、隣り合うもの同士の前記ゲート跡の位置を光軸周りにずらして前記各樹脂レンズを重ねる手順と、前記凹部内に接着剤を塗布することによって前記各樹脂レンズを相互に接着する手順とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明では、隣り合うもの同士のゲート跡の位置を光軸周りにずらして各樹脂レンズを重ね、凹部内に塗布した接着剤によって各樹脂レンズを相互に接着するようにしたので、各樹脂レンズ同士を接着するようにした際にも、各樹脂レンズの側面から接着剤が突出することがない。そして、凹部の深さの分だけ接着剤を厚く塗布することができるので、十分な接着強度を得ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】レンズユニットの構成を示す斜視図である。
【図２】レンズユニットの構成を示す正面図及び側面図である。
【図３】各樹脂レンズの形状を示す断面図である。
【図４】各樹脂レンズを重ねた状態を示す断面図である。
【図５】接着剤がゲート跡を挟んで両側に設けられていることを示す説明図である。
【図６】横長のアスペクト比に対応させた樹脂レンズの形状を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１に示すように、レンズユニット２は、第１〜第４の４枚の樹脂レンズ１０〜１３からなる。各樹脂レンズ１０〜１３には、プラスチックやアクリルなどの周知の透光性を有する樹脂材料が用いられている。そして、各樹脂レンズ１０〜１３は、こうした樹脂材料を射出成形法などの金型成形によって成形することにより、略同一の直径を有する円板状に形成されている。レンズユニット２は、これらの各樹脂レンズ１０〜１３を光軸方向に重ねて相互に接着することにより、各樹脂レンズ１０〜１３を一体化させた１つのレンズとして構成されている。
【００２１】
図１及び図２に示すように、第１樹脂レンズ１０には、側面１０ａの一部を切り欠くように形成された凹部１４が設けられている。凹部１４は、いわゆるＤカットの凹みの部分であり、円板状の第１樹脂レンズ１０の円周面である側面１０ａを光軸と略平行な平面で切り欠いた形状に形成されている。従って、凹部１４は、側面１０ａの前面側の端部から後面側の端部まで一続きに切り欠かれた凹みである。第２樹脂レンズ１１、第３樹脂レンズ１２、第４樹脂レンズ１３にも、それぞれ側面１１ａ、１２ａ、１３ａに、第１樹脂レンズ１０の凹部１４と同様に形成された凹部１５、１６、１７が設けられている。
【００２２】
また、各樹脂レンズ１０〜１３は、それぞれ凹部１４〜１７にゲート跡２０〜２３を有している。ゲート跡２０〜２３は、凹部１４〜１７の幅よりも狭く、かつ側面１０ａ〜１３ａよりも外側に突出しないように高さが調節された略矩形の突起状に形成され、凹部１４〜１７の中央付近に配置されている。また、ゲート跡２０〜２３の光軸方向の長さは、側面１０ａ〜１３ａの幅と略同一であり、ゲート跡２０〜２３の両端は、それぞれ各樹脂レンズ１０〜１３の前面及び後面と略面一になっている。
【００２３】
図２の矢線Ａ−ａでの断面図である図３に示すように、第１樹脂レンズ１０には、その前面及び後面の外周付近に光軸と略直交する平面である環状の平面部１０ｂ、１０ｃが形成されている。第２樹脂レンズ１１、第３樹脂レンズ１２、第４樹脂レンズ１３にも、それぞれ第１樹脂レンズ１０と同様の平面部１１ｂ、１１ｃ、１２ｂ、１２ｃ、１３ｂ、１３ｃが形成されている。これらの各平面部１０ｂ、１０ｃ、１１ｂ、１１ｃ、１２ｂ、１２ｃ、１３ｂ、１３ｃは、いわゆるコバ面である。
【００２４】
図４に示すように、第１樹脂レンズ１０と第２樹脂レンズ１１とは、それぞれ平面部１０ｃと平面部１１ｂとを接触させて重ねられる。同様に、第２樹脂レンズ１１と第３樹脂レンズ１２とは、それぞれ平面部１１ｃと平面部１２ｂとを接触させて重ねられ、第３樹脂レンズ１２と第４樹脂レンズ１３とは、それぞれ平面部１２ｃと平面部１３ｂとを接触させて重ねられる。また、各樹脂レンズ１０〜１３は、隣り合うもの同士のゲート跡２０〜２３の位置が光軸周りに略１８０度ずれた位置となるように、すなわち略光軸対称となるように、ゲート跡２０〜２３の位置をずらして重ねられる。なお、他のレンズと接触しない第１樹脂レンズ１０の前面側の平面部１０ｂと、第４樹脂レンズ１３の後面側の平面部１３ｃとは、必ずしも形成しなくてもよい。
【００２５】
凹部１４〜１７の深さは、各平面部１０ｂ、１０ｃ、１１ｂ、１１ｃ、１２ｂ、１２ｃ、１３ｂ、１３ｃの径方向の幅よりも浅くなっており、各樹脂レンズ１０〜１３の有効半径の部分まで達しないように、各平面部１０ｂ、１０ｃ、１１ｂ、１１ｃ、１２ｂ、１２ｃ、１３ｂ、１３ｃの部分にのみ形成されている。そして、凹部１４〜１７は、それぞれ側面１０ａ、１１ａ、１２ａ、１３ａの前面側の端部から後面側の端部まで一続きに切り欠かれているから、上記のように各樹脂レンズ１０〜１３を重ねると、凹部１４〜１７の光軸方向の両端も、隣り合う各樹脂レンズ１０〜１３の平面部１０ｃ、１１ｂ、１１ｃ、１２ｂ、１２ｃ、１３ｂと接触する。
【００２６】
第１樹脂レンズ１０のゲート跡２０は、その光軸方向の両端が平面部１０ｂ、１０ｃと略面一になるように形成されている。そして、他のゲート跡２１〜２３も、第１樹脂レンズ１０のゲート跡２０と同様に構成されている。これにより、上記のように各樹脂レンズ１０〜１３を重ねると、ゲート跡２１〜２３の光軸方向の両端も、隣り合う各樹脂レンズ１０〜１３の平面部１０ｃ、１１ｂ、１１ｃ、１２ｂ、１２ｃ、１３ｂと接触する。
【００２７】
凹部１４〜１７と隣り合う各樹脂レンズ１０〜１３の平面部１０ｃ、１１ｂ、１１ｃ、１２ｂ、１２ｃ、１３ｂとの接触部分のそれぞれには、上記のように重ねられた状態の各樹脂レンズ１０〜１３を接着する接着剤２５が塗布されている。各接着剤２５は、側面１０ａ、１１ａ、１２ａ、１３ａよりも外側に突出しないように、凹部１４〜１７の深さに応じた厚みで凹部１４〜１７内に塗布されている。また、凹部１４〜１７の中央付近に配置されたゲート跡２０〜２３も平面部１０ｃ、１１ｂ、１１ｃ、１２ｂ、１２ｃ、１３ｂと接触しているから、図５に示すように、接着剤２５は、ゲート跡２０〜２３を挟んだ両側に塗布されている。なお、各接着剤２５には、例えば、紫外線硬化型の接着剤が用いられる。また、図１及び図２では、図面の見易さを考慮して便宜的に各接着剤２５の図示を省略している。
【００２８】
このように、各樹脂レンズ１０〜１３は、各接着剤２５によって相互に接着されることにより、平面部１０ｃ、１１ｂ、１１ｃ、１２ｂ、１２ｃ、１３ｂを互いに接触させるとともに、隣り合うもの同士のゲート跡２０〜２３の位置を光軸周りに略１８０度ずらして重ねられた状態で一体に保持される。この際、各接着剤２５が側面１０ａ、１１ａ、１２ａ、１３ａよりも外側に突出することがないので、各接着剤２５が鏡枠への組み込みの邪魔になったり、各接着剤２５が鏡枠に対して点接触になって光軸ズレの要因になったりすることがない。さらに、凹部１４〜１７の深さの分だけ各接着剤２５を厚く塗布することができるので、各接着剤２５が側面１０ａ、１１ａ、１２ａ、１３ａよりも外側に突出しないようにした際にも、各接着剤２５が薄くなることがなく、十分な接着強度を得ることもできる。
【００２９】
なお、各樹脂レンズ１０〜１３を接着する際には、例えば、各樹脂レンズ１０〜１３の外径と略同一の内径を有する円筒形状で、各凹部１４〜１７を露呈させる開口が側面に設けられた治具を用いることが好ましい。この治具内に各樹脂レンズ１０〜１３を挿入した状態で、側面の開口から接着剤の注入器を各凹部１４〜１７にアクセスさせることにより、各樹脂レンズ１０〜１３を接着する。こうすれば、各樹脂レンズ１０〜１３の光軸を容易に合わせることができ、接着作業の効率を高めることができる。
【００３０】
上記実施形態では、隣り合う各樹脂レンズ１０〜１３同士のゲート跡２０〜２３の光軸周りのずれ量を略１８０度としたが、ずれ量は、これに限ることなく、任意の角度でよい。また、上記実施形態では、各樹脂レンズ１０〜１３の間のずれ量を略１８０度で統一したが、例えば、第１樹脂レンズ１０と第２樹脂レンズ１１とのずれ量は９０度、第２樹脂レンズ１１と第３樹脂レンズ１２とのずれ量は１２０度、第３樹脂レンズ１２と第４樹脂レンズ１３とのずれ量は１８０度といったように、各樹脂レンズ１０〜１３の間のずれ量を適宜変更してもよい。但し、ずれ量が小さいと隣り合う樹脂レンズ間の保持が片持ちで保持されるようになってしまうため、ずれ量は、９０度以上が好ましく、隣り合う樹脂レンズ間の両側で適切に保持することができる１８０度が最も好適である。
【００３１】
上記実施形態では、ゲート跡２０〜２３の光軸方向の両端が、隣り合う各樹脂レンズ１０〜１３の平面部１０ｃ、１１ｂ、１１ｃ、１２ｂ、１２ｃ、１３ｂに接触するようにしたが、ゲート跡２０〜２３は、必ずしも平面部１０ｃ、１１ｂ、１１ｃ、１２ｂ、１２ｃ、１３ｂに接触していなくてもよい。そして、この場合には、ゲート跡２０〜２３と平面部１０ｃ、１１ｂ、１１ｃ、１２ｂ、１２ｃ、１３ｂとの間の隙間にも接着剤２５を塗布することが好ましい。
【００３２】
上記実施形態では、円板状の各樹脂レンズ１０〜１３を示したが、各樹脂レンズ１０〜１３の形状は、これに限定されるものではなく、任意の形状でよい。例えば、近年では、プロジェクタでも１６：９の横長のアスペクト比に対応した製品が多く登場しており、この場合、円板状のレンズの上下の部分は無駄になる。そこで、図６に示す樹脂レンズ３０のように、１６：９のアスペクト比に応じて円板状のレンズの上下の部分を切断した形状としてもよい。この場合、凹部３１及びゲート跡３２と光軸対称の位置にある円弧状の側面３０ａ、すなわち２枚の樹脂レンズ３０を略１８０度回転させて重ねた際に凹部３１及びゲート跡３２と同じ方向を向く側面３０ａを対象の側面とし、この側面３０ａよりも外側にゲート跡３２及び接着剤２５が突出しないように、凹部３１及びゲート跡３２を形成すればよい。
【００３３】
上記実施形態では、各樹脂レンズ１０〜１３を略同一の直径を有する円板状、すなわち各樹脂レンズ１０〜１３の断面形状を略同一にしたが、各樹脂レンズ１０〜１３の断面形状は、必ずしも同一でなくてもよい。しかしながら、各樹脂レンズ１０〜１３を異なる断面形状にすると、面積の小さい側にしか接着剤２５を設けることができず、樹脂レンズ１０〜１３の保持が片持ちになってしまうことが懸念されるので、各樹脂レンズ１０〜１３の断面形状は、略同一であることが好ましい。
【００３４】
上記実施形態では、４枚の各樹脂レンズ１０〜１３からなるレンズユニット２を示したが、レンズユニット２を構成する樹脂レンズの枚数は、２枚又は３枚でもよいし、５枚以上でもよい。
【符号の説明】
【００３５】
２  レンズユニット
１０  第１樹脂レンズ
１０ａ  側面
１０ｂ、１０ｃ  平面部
１１  第２樹脂レンズ
１１ａ  側面
１１ｂ、１１ｃ  平面部
１２  第３樹脂レンズ
１２ａ  側面
１２ｂ、１２ｃ  平面部
１３  第４樹脂レンズ
１３ａ  側面
１３ｂ、１３ｃ  平面部
１４〜１７  凹部
２０〜２３  ゲート跡
２５  接着剤
【図１】
0005615666.tif 000002
【図２】
0005615666.tif 000003
【図３】
0005615666.tif 000004
【図４】
0005615666.tif 000005
【図５】
0005615666.tif 000006
【図６】
0005615666.tif 000007